无机保温干混砂浆企业产品标准编制说明

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1、无机保温干混砂浆企业产品标准编制说明1 目的和意义节能减排指的是减少能源浪费和降低废气排放。我国十一五规划纲要提出,十一五期间单位国生产总值能耗降低20左右、主要污染物排放总量减少10,这是贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措；是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择；是推进经济结构调整,转变增长方式的必由之路；是维护中华民族长远利益的必然要求。我国气候相差甚大,北方冬冷以保温为主,南方夏热以隔热为主,根据夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准JGJ 75-2003标准,我公司针对现有的膨胀聚苯板薄抹灰系统和胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统在省的气候条件下,存在如：夏季高温持久易老化、寿命

2、短；台风频繁、雨季持续时间长；易发生空鼓开裂、瓷砖饰面易脱落同时结合消防和环保等诸多方面的问题,因此提出开发适合夏热冬暖地区建筑节能要求的无机保温干混砂浆外墙保温体系。2 任务来源项目名称:HY系列无机保温干混砂浆起草单位:华岳混凝土工程开发归口单位:市质量技术监督局标准主要起草人：周东奎3 工作简要过程规编写简要过程20XX年初开始资料收集,并起草校准规；于20XX5月形成初稿；6月至9月经试验验证并形成企业标准。在此期间做了大量试验并积累数据。4 编写依据1、民用建筑热工设计规 GB50176-19932、公共建筑节能设计标准 GB50189-20053、砌体工程施工质量验收规 GB502

3、03-20024、混凝土结构工程施工质量验收规 GB50204-20025、建筑装饰装修工程施工质量验收规 GB50210-20016、建筑工程施工质量验收统一标准 GB 50300-20017、建筑保温砂浆GB/T 20473-20068、民用建筑节能设计标准JGJ 26-19959、夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准JGJ 75-200310、夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JGJ 134-200110、外墙保温工程技术规程 JGJ 144-200412、胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统JG 158-20045 适用围适用于HY系列无机保温干混砂浆作为建筑物围护结构外墙的保温材料的检验和测试工作。

4、6确定标准的主要容6.1 原材料的选定6.1.1 空心闭孔玻化微珠玻化微珠是由一定粒径的非金属矿砂通过电加热方式下膨胀,同时膨胀颗粒表面经瞬间高温熔化,降温时表面力作用形成玻质化封闭表面,其部呈多孔蜂窝状结构,是一种颗粒尺寸微小、性能独特、结构稳定、直径大小不一、自然级配良好的近似球状的新型无机质中空颗粒状轻质颗粒,这些颗粒大部分表面呈玻质反光,亮而白。玻化微珠具有质轻、导热系数低、保温隔热性能良好、电绝缘性能佳,耐高温、不燃等特点。6.1.2水泥选用P.O42.5级水泥。同为无机材料,与玻化微珠具有良好的相容性。6.1.2 纤维 选用短切PP纤维或PVA纤维。6.1.3 聚合物添加剂选用质量

5、优异的可再分散乳胶粉和纤维素醚等添加剂以改善保温砂浆的柔韧性、粘结性和保水性,使其具有良好的施工性能和耐久性能。6.1.4 其它辅助外加剂等。6.2 配比试验通过试验得到不同干密度的保温砂浆制品,检测其抗压强度、导热系数以及压剪粘结强度等技术指标,分析抗压强度与干密度、导热系数与干密度之间的关系。6.2.1 干密度与抗压强度的关系试验选用不同堆积密度的玻化微珠及不同配合比制作试件,试件尺寸为70.7mm立方体,在试验室标准条件下养护28d后,在1055烘干条件下烘干至恒重后测试试件的干密度和抗压强度。表1 各试验配比干密度与抗压强度干密度2302412502672882933063153233

6、34342抗压强度0.32 0.360.340.420.500.480.460.520.540.460.58干密度351362371388396402413427430456464抗压强度0.700.700.840.721.140.860.841.001.091.301.26干密度467484492抗压强度2.011.941.82图1：保温砂浆抗压强度与干密度关系0.000.300.600.901.201.501.802.10200250300350400450500干密度/kg/m328d抗压强度/MPa从图1可以看出：无机保温干混砂浆的干表观密度与抗压强度直接相关,近似线性正比关系。试验发

7、观,玻化微珠的堆积密度对无机保温干混砂浆的干表观密度和抗压强度影响明显,堆积密度小的玻化微珠可制得低密度的保温砂浆,同时抗压强度也相应降低；堆积密度较大的玻化微珠可制得抗压强度较高的保温砂浆,干密度也相应提高。6.2.2 干密度与导热系数的关系按上述相同配比的试验条件测定了保温砂浆的导热系数,其结果见表2表2 各试验配比干密度与导热系数干密度228252279307346361导热系数W/0.05720.06080.07040.07930.08380.0843干密度387398431455472510导热系数W/0.08750.09100.09550.09960.10140.1092图2给出了

8、导热系数随干密度变化的趋势图从图2可以看出：保温砂浆的导热系数与其干密度密切相关,干密度越小,其导热系数越低。 利用试验得出的无机保温干混砂浆导热系数、抗压强度与干密度的关系,根据制备低密度、低导热系数和具有一定抗压强度保温砂浆的原则,对配比试验进行筛选和优化,确定了无机保温砂浆的基本组成。6.2.3 影响保温砂浆压剪粘结强度的因素压剪粘结强度随干密度变化而变化,干密度越大,压剪粘结强度越高。同时与胶粉品种与掺量密切相关,掺量越大,其强度越高；但当掺量增大到一定时压剪粘结强度增长缓慢。6.3 无机保温干混砂浆的性能 以上述试验为基础,在经济合理的原则下,根据干密度完成容重分别为300 kg/m

9、3的HY-型、400 kg/m3的HY-型和500 kg/m3的HY-型三个级别的系列保温砂浆产品,并根据检测结果定出各项相应技术指标作为企业标准,见表3。表3 无机保温干混砂浆性能项目指标要求HY-型HY-型HY-型浆体密度 kg/m3600700800干密度 kg/m3300400500抗压强度 MPa0.20.40.8导热系数 W/0.0750.090.11线收缩率 %0.30.30.3压剪粘结强度 MPa 0.050.070.09软化系数 0.50.50.5燃烧性能A级A级A级6.4 结论HY型无机保温砂浆采用符合绿色环保要求和性能安全可靠的无机材料,从技术可行和经济合理的角度进行了大

10、量的试验,优化配方,并着重进行了该保温体系的应用技术研究,成果具有以下优点：克服了双组份或多组份保温砂浆在现场配比的质量不稳定性,提高生产效率,确保质量稳定。早期强度明显优于聚苯颗粒,克服了传统膨胀珍珠岩等轻质保温砂浆吸水率大、易空鼓开裂的缺陷,缩短了二次抹灰时间,提高了施工效率,降低工程成本。抗裂性好,防火、防虫蚁噬蚀,并可用作外墙保温工程。施工性能好,可直接抹于墙面上,与基层墙体粘结可靠,不空鼓开裂,整体强度高。耐久性好,可与建筑物同寿命,是一种环保型高性能无机保温材料,适合各种砖混结构、框架结构和剪力墙结构的外墙保温隔热。绿色环保,该无机保温干混砂浆为无机材料,建筑使用寿命到期后,可将其

11、粉碎作为建材产品的掺合料,不会造成环境污染,实现可循环利用。综上所述,该无机保温砂浆在我国建筑节能领域中有着很大的市场空间和发展前景。7 同类产品性能与技术的对比分析7.1 几种主要的外墙保温隔热系统构造要求7.1.1 膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统该系统可应用于混凝土剪力墙及各种砌块和砖类墙体,要求先找平基层墙体,然后用胶粘剂将聚苯板粘贴在基层墙体上,辅以锚栓固定,保护层用3mm左右厚度的聚合物胶浆,中间夹以耐碱玻纤网格布或镀锌钢丝网格布,外装饰采用涂料饰面。7.1.2 胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统基层墙体要求采用界面剂处理,然后按设计厚度将胶粉聚苯颗粒浆料分次粉刷在墙面上,保护层采用抗裂砂浆

12、,当饰面层采用涂料时,抗裂砂浆中间采用耐碱玻纤网格布增强；面砖饰面时,采用镀锌钢丝网增强。7.1.3 玻化微珠无机保温砂浆外墙外保温系统 该保温砂浆是以堆积密度100 kg/m3左右的玻化微珠为骨料,以水泥为胶凝材料,辅以聚合物改性外加剂和增强纤维等材料制成的一种单组分无机保温干混砂浆,外墙不需找平,保温设计厚度不大于20 m m时可一次粉刷到设计厚度,保护层采用抗裂砂浆,当饰面层采用涂料时,抗裂砂浆中间采用耐碱玻纤维网格布增强；面砖饰面时采用镀锌钢丝网增强。7.2 本系统与现行常用外墙保温隔热系统技术特点对比分析7.2.1 热工性能对比聚苯板和聚苯颗粒系统的导热系数性能优于玻化微珠无机保温干

13、混砂浆系统,而对于力学性能及蓄热系数来讲,后者明显优于前两种系统。7.2.2 安全可靠性分析在设计和选择建筑节能外墙系统时,必须把安全可靠性放在首要位置,避免开裂、空鼓、脱落现象的发生。7.2.3 膨胀聚苯板薄抹灰外墙保温系统膨胀聚苯板薄抹灰外墙保温系统常见的问题是表面的开裂和渗水。外墙一旦出现开裂和渗水将很难修复。在实际工程应用中应注意解决好以下问题：聚苯板与基层墙体之间的粘结强度问题,由于聚苯板为有机材料,而基层墙体为无机材料,粘结胶除应具备与有机和无机材料的相容性外,还应具有一定的柔性变形能力,释放界面应力,提高安全性。控制保护层厚度,提高其韧性,改善压折比,提高保护层抗裂防渗能力。7.

14、2.4 胶粉聚苯颗粒外墙保温系统该系统与膨胀聚苯板薄抹灰外墙保温系统存在的问题相似,在界面易产生强度突变,不同材质变形量差异太大而造成开裂。因此,在材料突变处增加柔性过渡层,界面应力,避免产生应力集中。但在实际工程中,建议采取涂料饰面,尤其是高层建筑。7.2.5 玻化微珠无机保温干混砂浆外墙保温系统玻化微珠无机保温干混砂浆外墙保温系统是以天然无机矿物为原料,经过高温加工工艺形成表面玻化,部多孔空腔的不规则球形颗粒,水中漂浮率达95%以上。具有密度小、导热系数低、保温隔热效果好、防水隔声及吸水率小等优点。克服了膨胀珍珠岩、膨胀蛭石等传统无机保温砂浆吸水性大、易粉化,在料浆搅拌中体积收缩率大,易造

15、成产品后期保温性能降低和空鼓开裂等通病。该体系结构形式和技术措施与胶粉聚苯颗粒保温浆料相似,但由于保温砂浆的强度与外保护砂浆相似,材质一致,膨胀系数匹配,系统相对安全可靠。该体系设计思路兼顾力学性能与保温隔热性,其强度接近普通砂浆的强度,可直接粘贴面砖,是所有保温体系中粘贴面砖最安全的系统,该体系完全满足消防规定,符合绿色环保要求。7.2.6 消防和环保性能比较聚苯材料在带来良好保温性能的同时,也带来了消防及环境隐患。由于其使用寿命为15-25年,建筑物寿命期需做2-3次,必将产生大量的聚苯乙烯白色垃圾,在自然界不可降解,建筑上大量使用这种材料,将来必然对环境造成恶劣影响。同时,聚苯乙烯在高温

16、下释放出大量有毒烟气,这对建筑物的消防安全性是致命的。目前,世界各国对聚苯乙烯在建筑上的应用都严格限制,英国限定18以上、德国规定20以上的建筑必须使用不燃无机材料作为外墙保温材料。玻化微珠保温砂浆为无机材料,不存在消防和环境隐患。7.2.7经济性比较几种外墙保温产品技术经济性能指标比较表 对比产品主要技术指标玻化微珠保温砂浆膨胀聚苯板薄抹灰系统胶粉聚苯颗粒保温浆料备注造价40-5070-9050-70含施工费使用寿命5015-2515-257.3 结论在目前市场情况下,各种外墙节能体系各有各的材性特点。聚苯类有机材料导热系数小,特别是对蓄热系数大的厚重墙体,尤其是在65%、75%的节能标准实

17、施以后,在保温性能方面有优势,但在环保、消防安全性、耐久性等方面存在一定缺陷；无机保温砂浆性能相对差一点,但在系统的安全可靠性、隔热性、施工性、消防环保、耐久性及综合造价等方面优势明显。8 经济效益分析报告8.1 市场预测 目前已备案节能建筑1000多万平方米,按照10%的市场份额保守估计也有100多万平方米建筑面积,平均折算墙面面积70万平方米,每平方米墙面保温干混砂浆用量8kg,抗裂砂浆6kg,总的干混砂浆需求量为5600吨,抗裂砂浆4200吨。建设规模按年产5600吨无机保温干混砂浆和4200吨抗裂砂浆。8.2 墙面造价预测常见外墙保温形式中,膨胀聚苯板薄抹灰系统材料造价约为60元/2,

18、胶粉聚苯颗粒保温砂浆系统材料成本约为50元/2。将无机保温干混砂浆外墙保温系统材料价格定为40元/2左右是可以被市场接受的。无机保温干混砂浆系统材料价格预算见下表。无机保温干混砂浆外墙保温系统每平方米墙面材料用量单价构成材料组成厚度mm干密kg/3计算用量kg单价/元小计/元无机保温干混砂浆2040083.225.6抗裂砂浆4160062.414.4耐碱网格布-2.0合计-42注：无机保温干混砂浆按3200元/吨、抗裂砂浆按2400元/吨计算8.3 经济效益分析建设规模按年产5600吨无机保温干混砂浆和4200吨抗裂砂浆计算销售收入：5600320042002400=2800万元 产品成本：5

19、600240042001800=2100万元销售利润：2800-2100=700万元企业所得税：70033%=231万元净利润：700-231=469万元9 试验方法 凡国标或行标中已有规定的均按有关规定进行。其他的性能凡是我国现有的相关产品标准已有的试验方法,本标准进行采纳；现有相关产品未涉及的试验方法,本标准尽量在引用现有标准的基础上进行规定。10 检验规则 1出厂检验项目的规定主要考虑了材料的基本性能要求、检测周期及保证材料性能可靠性的程度。 2型式检验项目原则上包含所有规定的项目。在正常情况下,燃烧性能级别的型式检验项目每两年进行一次,主要考虑了所用材料都为无机材料,材料相对稳定,检验

20、时间较长,检验费用较高,考虑到既要保证产品的质量,又要不给企业带来过多的负担,并与行业标准外墙外保温工程技术规程保持一致,因此规定两年进行一次。其它组成材料型式检验项目每半年进行一次,主要是考虑与国标准中已有的规定相一致。 3型式检验规定了复检要求,主要考虑了检验项目对操作及环境要求较高,可能会因此导致产品检验项目的不合格,故规定进行复检。 4抽样方法按相应国家或行业标准的规定进行。本标准不再另行规定。11 标志和标签 根据我国相关法律文件和强制性标准的规定,将其原则要求具体化。规定了包装或标签上应标明的容。由于系统组成材料的使用及施工操作,要求在相应的施工技术规程上规定,因此本标准不再进行规

21、定。12 包装、运输和贮存 包装既考虑了包装对产品在贮运过程中保护产品的作用,又考虑了包装对贮运环境的保护。13技术水平本标准在编制过程中综合考虑了国相关标准并结合我国技术发展优势和地域广、气候条件复杂等具体情况,综合指标多于并严于国同类产品标准。14与现有相关标准的关系 本标准参考已发布实施的系统产品行业标准有胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统JG 158-2004、建筑保温砂浆GB/T 20473-2006和外墙外保温工程技术规程JG 144-2004。本标准主要规定了无机干混保温砂浆的技术要求及试验方法,施工工艺不是本标准所涉及的围。 本标准发布并实施后,以本标准作为企业控制标准,本企业生产的无机干混保温砂浆按本标准的要求进行执行。15重大分歧意见的处理 无16标准性质 为控制无机干混保温砂浆的安全稳定性,本标准作为企业标准。同时为加强本标准的执行力度,确保本企业无机干混保温砂浆产品的规、快速发展,同时建议行业出台相关行业标准。17贯彻标准的要求和措施建议 本标准建议于20XX10月8日发布,20XX10月11日起执行。18废止现行有关标准的建议 无19其他 无9 / 9